DNA损伤致p53-Mdm2相互作用的动力学模型

最新实验结果表明，在受到各种辐射而引起DNA损伤后，在单体细胞和群体细胞情况下，细胞中的p53蛋白浓度表现为非衰减振荡和衰减振荡两种不同的动力学行为.通过研究p53-Mdm2负反馈回路的非线性动力学行为，分析了各种(特别是DNA损伤、p53和 Mdm2蛋白浓度三者之间)动力学关系，提出了一个能同时描述这两种不同动力学行为的非线性模型. 关键词： p53-Mdm2负反馈回路 非衰减振荡和衰减振荡 非线性动力学模型     

p53-MDM2相互作用的分子力学和动力学研究

p53-MDM2相互作用的抑制已经成为治疗癌症的新方法. 本文将分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics/passion-Boltzman surface area)方法结合起来研究MDM2-p53相互作用机制. 结果证明范德华相互作用驱动了MDM2与p53的结合. 基于残基-残基相互作用的计算不仅证明p53的三个残基Phe19′, Trp23′和Leu26′与MDM2有较强的相互作用,而且还发现另外两个残基Leu22′和Pro27′也与MDM2有较强的相互作用,这为抗癌药物的设计提供了新靶标. 同时也证明CH-CH,CH-π和π-π相互作用驱动了p53在MDM2疏水性裂缝中的结合.     

p53-MDM2相互作用的分子力学和动力学研究

p53-MDM2相互作用的抑制已经成为治疗癌症的新方法.本文特分子动力学模拟和MM-PBSA(molecular mechanics/passion-Boltzman surface area)方法结合起来研究MDM2-p53相互作用机制.结果证明范德华相互作用驱动了MDM2与p53的结合.基于残基-残基相互作用的计算不仅证明p53的三个残基Phe19’,Trp23’和Leu26’与MDM2有较强的相互作用,而且还发现另外两个残基Leu22’和Pro27’也与MDM2有较强的相互作用,这为抗癌药物的设计提供了新靶标.同时也证明CH-CH,CH-π和π-π相互作用驱动了p53在MDM2疏水性裂缝中的结合.     

Mdm2生成速率调控的p53-Mdm2振子的全局动力学和稳定性

肿瘤抑制蛋白p53的动力学在一定程度上可以决定DNA损伤后的细胞命运.p53的动力学行为与p53信号通路中p53-Mdm2振子模块密切相关.然而,p53的负调控子Mdm2的生成速率的增加使其在一些癌细胞中过表达.因此探讨Mdm2生成速率对p53动力学的影响有重要意义.同时,PDCD5作为p53的激活子也调控p53的表达.因此,本文针对PDCD5调控的p53-Mdm2振子模型,通过分岔分析获得了Mdm2生成速率所调控的p53的单稳态、振荡以及单稳态与振荡共存的动力学行为,且稳定性通过能量面进行了分析.此外,噪声强度对p53动力学的稳定性有重要的影响.因此,针对p53的振荡行为,探讨了噪声强度对势垒高度和周期的影响.本文所获得的结果对理解DNA损伤后的p53信号通路调控起到一定的指导作用.     

辐射致DNA损伤及相关生物-化学-物理问题(英文)

介绍了在DNA辐射损伤以及相关生物、物理、化学问题的一些研究工作。重点是径迹结构、DNA双链断裂和细胞学终点的关系。P53-Mdm2负反馈回路在DNA损伤的细胞响应方面起重要作用,用一个简单的模型研究了P53-Mdm2负反馈回路相互作用的动力学行为。Some of recent works are presented on radiation induced DNA damage being carried out at China Institute of Atomic Energy （CIAE） and related bio-chemi-physical problems. Emphasis is placed on track structure and its relation to the cell end-point, and a simple model proposed to study the dynamical behavior of P53-Mdm2 interaction which plays pivotal role in cellular response to DNA damage.     

(p,n)和(p,2n)反应激发函数的系统学研究

从普朗克(Planck)黑体辐射公式和实验测量数据出发,采用唯象的方法提出了包含两个可调参量,入射质子能量从阈能到150MeV,靶核质量数在44相似文献   

砷(Ⅲ)对p53突变蛋白活性恢复作用的太赫兹物理机制

通过小分子配体结合(如砷剂)来恢复p53突变蛋白活性是抑癌蛋白靶向治疗的重要策略,但p53蛋白在功能恢复过程中的分子集体动力学变化及其作用等机制基础尚不清楚.本文基于全原子弹性网络模型的正则模式分析了p53蛋白位于太赫兹频率的低频集体振动模式,以期解析砷(Ⅲ)对p53突变蛋白功能恢复作用所涉及的物理机理.结果表明,在砷(Ⅲ)配体结合后p53突变蛋白的DNA结合域的最低频率集体振动模式得到了有效恢复.进一步从原子骨架波动和太赫兹频率振动模态统计的角度分析了p53蛋白分子功能恢复的运动特征,并基于残基动力学相关性讨论了其运动耦合机理.本文从太赫兹生物物理的角度揭示了砷(Ⅲ)对p53蛋白活性恢复的可能机制,为蛋白分子低频运动特性与蛋白功能之间的联系提供了新的证据.     

同时具有动力学破缺和普通自发破缺的手征SU(2)L SU(2)R σ-模型

本文研究了真空同时具有动力学破缺和普能自发破缺的手征SU(2)_L SU(2)_R σ-模型,得到了有质量的π介子,并对π介子获得质量的机制做了讨论.     

同一个非动力学r矩阵所对应的有理Ruijsenaars–Schneider模型(n=2)及Calogero–Moser模型

构造了有理Ruijsenaars–Schneider模型(n=2)的新的Lax算子,发现相应的r矩阵是非动力学的,它与Calogero–Moser模型具有相同的r矩阵.     

嵌段共聚物溶致液晶相中水的2H-NMR动力学分析

采用D2O的2H-NMR线型和弛豫分析了PEO-PPO-PEO/D2O/对二甲苯体系的层状和六角液晶相的动力学行为.通过实验测得了两个不同体系的自旋-晶格弛豫时间T1、自旋-自旋弛豫时间T2和2H-NMR谱.2H-NMR谱均为具有四极劈裂的粉末谱线型,且在谱图的中心,βLD=54.7°时存在一个倒峰.倒峰的出现直接表明引起体系中弛豫的主要动力学过程处于极窄化区域.采用NMR弛豫模型,通过调节动力学参数,使理论模拟的2H-NMR谱、弛豫时间、倒峰的大小与实验的对应量相吻合,求得了体系的动力学参数.     

A unified model for studying DNA damage-induced p53–Mdm2 interaction

Exploring the nonlinear dynamics of the negative feedback loop composed of p53 and Mdm2 proteins, we propose a signal–response model to study the dynamical mechanism of the different oscillatory behaviors for the activities of p53 and Mdm2 proteins both in individual and populations of cells. It will be shown that the sustained and damped oscillatory dynamics could be described in a unified way when the dynamics of the damage-derived signal is properly introduced.     

Dynamical Analysis and Exact Solutions of a New (2+1)-Dimensional Generalized Boussinesq Model Equation for Nonlinear Rossby Waves*

In this paper, we study the higher dimensional nonlinear Rossby waves under the generalized beta effect. Using methods of the multiple scales and weak nonlinear perturbation expansions [Q. S. Liu, et al., Phys. Lett. A 383 (2019) 514], we derive a new $(2+1)$-dimensional generalized Boussinesq equation from the barotropic potential vorticity equation. Based on bifurcation theory of planar dynamical systems and the qualitative theory of ordinary differential equations, the dynamical analysis and exact traveling wave solutions of the new generalized Boussinesq equation are obtained. Moreover, we provide the numerical simulations of these exact solutions under some conditions of all parameters. The numerical results show that these traveling wave solutions are all the Rossby solitary waves.